«Способность воспроизводить чувство осязания и интегрировать его в различные технологии открывает новые возможности для взаимодействия человека с компьютером и передового сенсорного опыта, которые могут произвести революцию в отрасли и улучшить качество жизни людей с ограниченными возможностями», » сказал доктор Ахилеш Гахарвар, профессор и директор по исследованиям кафедры биомедицинской инженерии.
Ведущими авторами статьи являются Кайвалья Део, бывший студент доктора Гахарвара, а ныне ученый из Axent Biosciences, и Шунак Рой, бывший исследователь Фулбрайта Неру в лаборатории Гахарвара.
Задача при производстве электронной кожи заключается в разработке материалов, которые были бы долговечными и имитировали бы гибкость человеческой кожи, обладали бы биоэлектрическими сенсорными возможностями и подходили бы для носимых или имплантируемых устройств.«Раньше жесткость этих систем была слишком высокой для тканей нашего тела, что затрудняло передачу сигналов и создавало механические несоответствия на био-абиотическом интерфейсе», — сказал Део.Исследователи успешно преодолели одно из ключевых ограничений в области гибкой биоэлектроники, внедрив стратегию «тройного сшивания» в систему на основе гидрогеля.
Использование наноинженерных гидрогелей решает некоторые проблемы процесса 3D-печати электронной кожи.Гидрогель способен снижать вязкость под напряжением сдвига в процессе создания электронной кожи, что упрощает обращение с ней и манипулирование ею.Команда утверждает, что эта функция помогает создавать сложные 2D и 3D электронные структуры, что является важным аспектом воспроизведения многогранной природы человеческой кожи.
Исследователи также использовали «атомные дефекты» в нанокомпонентах дисульфида молибдена (материал с дефектами в атомной структуре, которые обеспечивают высокую электропроводность) и наночастицы полидофамина, чтобы помочь электронной коже прилипать к влажной ткани.
Рой объясняет: «Эти специально разработанные наночастицы дисульфида молибдена действуют как сшивающий агент, образуют гидрогель и придают электронной коже электрическую и теплопроводность. Мы первые, кто сообщил об использовании его в качестве ключевого ингредиента, а также о способности материала прилипать Намокание тканей особенно важно для потенциальных применений в здравоохранении, поскольку электронная кожа должна соответствовать динамическим влажным биологическим поверхностям и прилипать к ним».
В число других сотрудников входят исследователи из группы доктора Лимей Тиана с факультета биомедицинской инженерии Техасского университета A&M и доктора Амита Джайсвала из Технологического института Манди в Индии.
Будущие применения электронной кожи широки, включая носимые медицинские устройства, которые смогут непрерывно отслеживать жизненно важные показатели, такие как движение, температура тела, частота сердечных сокращений и артериальное давление.Эти устройства обеспечат обратную связь с пользователями и помогут им улучшить двигательные навыки и координацию.